Richard Feynman hade rätt:det finns gott om plats längst ner, och pipandet, träskande papperskorgar från 1950-talets science fiction ger gradvis vika för mikrodroider på storleken av en dammfläck. . . eller till och med en molekyl.

Men denna nya ras av osynligt små robotar väcker en ny fråga:hur kan ens rudimentär intelligens pressas in i något vars största rörliga del består av en handfull atomer? En lösning, säger Caltech doktorand i beräkningar och neurala system Nadine Dabby, är att bygga in det smarta i miljön istället.

På januaris TEDxCaltech-konferens, Dabby kommer att presentera en robot med en molekyl som kan följa ett spår av kemiska brödsmulor. En tidning hon var medförfattare till Natur i maj förra året beskriver en "molekylär spindel" som kan lockas att "gå" längs en förutbestämd väg.

Spindelns "ben" är gjorda av korta segment av DNA, liksom "substratmolekylerna" som utgör vägen, var och en är förankrad i ena änden som ett grässtrå. Ben och underlag kan binda samman tillfälligt, men denna process gör substratet något mindre "klibbigt" än det tidigare var, och nästa etapp som kommer i kontakt med den kommer inte att hållas så länge. Den där subtila skillnaden i klibbighet är det som producerar robotens gångbeteende. Utan riktningskänsla, planen, eller syfte, dess ben fladdrar ständigt runt slumpmässigt, som den ökända fylleristen i sannolikhetsstudier. Men eftersom de hålls mindre stadigt av substrat som tidigare har besökts, den övergripande rörelsen tenderar att fortsätta i framåtriktningen.

Brödsmulans väg läggs ut på ytan av en självmonterande biomolekyl, genereras av en process som kallas "DNA-origami". Utvecklad vid Caltech i Erik Winfrees bioingenjörslabb av dåvarande postdoc Paul W. K. Rothemund (nu senior forskarassistent), denna teknik väver en enda DNA-sträng till en rymdfyllande rektangel. Långa parallella sträckor omväxlande med skarpa U-svängar skapar ett mönster som påminner om spåret fram och tillbaka av en bonde som plöjer en åker.

För att cementera det vävda DNA:t på plats, flera mycket kortare DNA-fragment läggs till; dessa "häftfibrer" binder vid specifika positioner längs den vävda molekylens längd, klämning intill löper ihop som dragkedjor runt en nätsladd. Och dessa stapelsträngar har en andra funktion:de fungerar som ankare för substratmolekylerna som definierar banan. Det grova 16 x 12 rutnätet som de faller in i är inte tillräckligt tätt för att skapa mycket utarbetade labyrinter, men det gjorde det möjligt för forskarna att sätta upp några genast, några böjar, och en skarp sväng eller två.

Tekniskt, spindeln har inte åtta ben utan fyra, och den går bara på tre av dem. Den fjärde används för att binda molekylen till dess startposition, tills en kemisk signal från forskarna bryter bindningen och skickar roboten i väg. (Föreställ dig en trebent leguan bunden till en stolpe; kopplet knäpper, och varelsen snubblar av på sina gummiliknande ben.)

Och hur ser en nanobot i aktion ut? Med hjälp av fluorescerande markörer och atomkraftsmikroskopi, teamet producerade framgångsrikt en kort och ganska kornig "film" av en spindel som faktiskt tar sig klibbiga fot uppför trädgårdsgången.

Med en takt mätt i nanometer per minut, den lilla trippern kommer sannolikt inte att slå några landhastighetsrekord. Ändå, Dabby funderar, med tanke på några förbättringar av dess förmåga att tolka och förändra sin molekylära miljö, roboten skulle kunna fungera som en biologisk dator, exekvera godtyckligt komplexa algoritmer.

Det första lilla steget nedför ett litet spår av DNA kan bara representera ett stort steg för bot-typ.